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纳米碳酸钙在降解塑料中的应用

2021-06-08发布者:admin
塑料是二十世纪的重大发明,也是最常见的化工产品之一,生活中的方方面面都能见到塑料的影子:快递包装、外卖盒、超市购物袋、塑料瓶等等。塑料可以替代金属、木材或玻璃等物料,使用便捷、便于储存和运输,推动了快递、外卖等行业的迅猛发展。但是塑料袋降解困难,会对环境造成很大的破坏,以塑料袋为代表的白色垃圾成为了世界公认的白色垃圾。
 
生物降解材料时代已来临
 
国家发改委2020年发布《固体废物污染防治法》等一系列法令,2021年生物降解材料横空入市。当我们走进超市,看着印着“全生物降解”的购物袋时,生物降解材料时代已经来临。
 
2019年全球生物降解塑料产能合计约为107.7万吨,淀粉基塑料占比高达38%,当前使用量最大,其次分别是PBAT(25%)和PLA(24%)。据预测,到2025年,快递包装、一次性塑料餐具、塑料购物袋和农用地膜四个领域对可降解塑料的需求空间分别达到100万吨、70万吨、50万吨和30万吨,合计形成约250万吨的市场空间,500亿元左右的市场规模。
 
限塑政策逐步加码,高成本、力学性能低等仍是瓶颈
 
全球限塑始于20世纪80年代的,我国于2008年开始实施首个限塑令,但效果不甚显著。自2017年我国开始禁止进口“洋垃圾”开始,限塑力度显著加大,2020年1月发改委联合生态部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,重点针对不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、宾馆和酒店一次性塑料用品、快递塑料包装四个领域提出禁止、限制使用的要求和时间推进节点。限、禁塑政策的推动是可降解塑料行业发展的动力和契机,但与此同时,由于可降解塑料较高的生产成本,我国可降解塑料仍处于行业导入期。而且力学性能低等问题仍然是限制行业健康发展的瓶颈。
 
纳米碳酸钙在降解塑料中的应用
 
与普通碳酸钙相比,纳米碳酸钙比表面积更大、颗粒更小,颗粒直径约在50~120nm,在塑料、涂料、造纸、油墨、橡胶等领域有广泛应用,其与聚合物共混制备的纳米复合材料有优良的性能。
 
纳米碳酸钙可作为无机纳米粒子填充物加入高分子材料中,聚合物/纳米复合材料具有优异的物理力学性能:纳米塑料熔体黏度低、结晶速率快,可使材料加工性能得到提高;纳米粒子具有很好的刚性、热稳定性等,且聚合物韧性良好,当纳米粒子均匀分散时,复合材料能结合二者的优点,少量纳米粒子的填充,复合材料性能就有很大提高,同时也可降低聚合物用量,使成本降低。
 
目前通过生物降解树脂复合及改性技术、通过添加纳米碳酸钙提高力学性能等技术,有效改善了生物降解材料的工业化水平。

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